脉搏波测试实验教学仪的设计

论文摘要

实验教学是高等学校培养学生实验能力的重要手段,随着我国高等医学教育改革的不断深化,实验教学的思想、观念和方法发生了很大的变化。与医学密切相关的实验是培养高素质医学人才的需要。本文在查阅大量相关文献的基础上设计并开发了适合医学院校开放性、研究性实验的脉搏波测试实验教学系统。本文对压力传感器输出的脉搏模拟信号进行放大和滤波处理,使之能够实现用心电图机描绘脉搏波的要求。采用的传感器最大优点是,声阻抗低,与水的、人体肌肉的声阻抗接近,做医用传感器时,可不用阻抗变换器。放大器采用高输入阻抗、高共模抑制比的差分放大器。克服了信号源内阻、人体所携带的工频干扰以及所测量的参数以外的其它生理参数的共模干扰。放大器增益调节范围大,满足了不同学生脉搏信号幅值因人而异变化大的要求。高通滤波器和低通滤波器均采用有源滤波器,并采用陷波器对50Hz的工频干扰进行专门的滤除。经放大和滤波后的脉搏波通过数据采集传输到微机,利用VB编程,显示脉搏波形。测试所得脉搏波形能够准确反映人体脉搏的真实特征。测试时可随时设置采样频率、放大倍率和基线位置。波形显示窗口采用全中文界面,清晰、简洁、易观察和操作。脉搏波测试实验教学仪的设计虽然是针对学生的实验教学而设计,但该仪器在传统医学诊断上应用潜力巨大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 研究意义
• 1.3 发展历史
• 1.3.1 国内研究状况
• 1.3.2 国外研究概况
• 第2章 脉图的分析方法
• 2.1 脉图的基本结构
• 2.2 脉图时域分析方法
• 2.3 脉图频域分析方法
• 2.4 小波分析方法
• 2.4.1 小波分析理论
• 2.4.2 多分辨率分析
• 2.4.3 Mallate算法
• 2.4.4 小波分析中的信号分解与重构
• 第3章 系统设计和性能指标
• 3.1 系统构成框图
• 3.2 PVDF传感器
• 3.3 脉搏信号放大滤波电路设计
• 3.3.1 脉搏信号放大器设计
• 3.3.2 脉搏信号滤波器设计
• 3.3.3 50 Hz陷波器设计
• 3.4 心电图机描记脉搏波
• 3.5 A/D转换
• 3.5.1 C8051F330微控制器简介
• 3.5.2 原理框图
• 3.5.3 引脚定义
• 3.5.4 10 位ADC模/数转换器
• 3.5.5 FLASH编程
• 3.5.6 C2接口
• 3.6 CP2101桥接器
• 3.6.1 CP2101主要性能
• 3.6.2 CP2101的原理框图
• 3.6.3 CP2101引脚定义
• 3.6.4 CP2101外围电路和实物图
• 3.7 本章小结
• 第4章 系统软件的实现
• 4.1 C8051F330微控制器程序
• 4.1.1 端口 I/O 初始化
• 4.1.2 UARTO
• 4.1.3 程序流程图
• 4.2 USB驱动程序
• 4.3 PC机数据采集
• 4.4 波形显示窗口和程序
• 4.4.1 采样注意事项
• 4.4.2 传感器通讯端口选择
• 4.4.3 窗口控制部件
• 4.4.4 通讯程序的实现
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表论文
• 致谢
• 研究生履历